基于FPGA的高速数字图像处理系统设计与实现

"基于FPGA的数字图像处理" 数字图像处理技术是信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一。目前，数字图像处理技术被广泛应用于航空航天、通信、医学及工业生产等领域中。数字图像处理的特点是处理的数据量大，处理非常耗时。 在数字图像处理中，使用FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）可以实现高速的图像处理。FPGA是一种基于可编程逻辑电路的集成电路，可以根据需要进行重新编程和配置。使用FPGA实现图像处理，可以解决视频图像处理的速度问题。 本文设计的基于FPGA的图像处理系统，是一个具有视频图像采集、图像处理、图像显示功能的图像处理系统。该系统采用Altera公司FPGA芯片作为中央处理器，由视频解码模块、图像处理模块、视频编码模块组成。模拟视频信号由CCD传感器送入，经视频解码芯片SAA7113转换成数字视频信号后，图像处理模块完成中值滤波和边缘检测这两种图像处理算法，视频编码芯片SAA7121将数字视频信号转换成模拟视频信号输出。 在FPGA上实现图像处理算法，需要使用硬件描述语言（HDL）来描述图像处理算法，然后使用FPGA的开发环境Quartus II和第三方仿真软件Modelsim进行仿真和逻辑综合。仿真结果表明，使用FPGA硬件处理图像数据不仅能够获得良好的处理效果，处理速度也远远高于软件法处理的方法。 中值滤波和边缘检测是数字图像处理中的两种基本算法。中值滤波是一种非线性滤波算法，用于去除图像中的噪声和干扰。边缘检测是一种图像处理算法，用于检测图像中的边缘和轮廓。使用FPGA实现中值滤波和边缘检测算法，可以提高图像处理的速度和质量。 基于FPGA的数字图像处理技术可以解决数字图像处理的速度问题，提高图像处理的速度和质量。该技术可以广泛应用于航空航天、通信、医学及工业生产等领域中。